Viņiem ir slikta siltuma vadītspēja. II starptautiskais studentu zinātniski pētniecisko un radošo darbu konkurss “Start in Science”
Siltumenerģija ir termins, ko mēs lietojam, lai aprakstītu molekulu aktivitātes līmeni objektā. Paaugstināta ierosme vienā vai otrā veidā ir saistīta ar temperatūras paaugstināšanos, savukārt aukstos objektos atomi pārvietojas daudz lēnāk.
Siltuma pārneses piemērus var atrast visur – dabā, tehnoloģijā un Ikdiena.
Siltumenerģijas pārneses piemēri
Lielākais siltuma pārneses piemērs ir saule, kas silda planētu Zeme un visu, kas atrodas uz tās. Ikdienā var atrast ļoti daudz līdzīgu iespēju, tikai daudz mazāk globālā nozīmē. Tātad, kādus siltuma pārneses piemērus var novērot ikdienas dzīvē?
Šeit ir daži no tiem:
Siltums ir kustība
Siltuma plūsmas ir pastāvīgā kustībā. Galvenās to pārraides metodes var saukt par konvenciju, starojumu un vadītspēju. Apskatīsim šos jēdzienus sīkāk.
Kas ir vadītspēja?
Iespējams, daudzi ne reizi vien ir pamanījuši, ka vienā telpā sajūtas, pieskaroties grīdai, var būt pilnīgi atšķirīgas. Ir patīkami un silti staigāt pa paklāju, bet, ieejot vannas istabā ar basām kājām, jūtamais vēsums uzreiz rada spara sajūtu. Tikai ne gadījumā, ja ir apsildāmās grīdas.
Tātad, kāpēc flīžu virsma sasalst? Tas viss ir saistīts ar siltuma vadītspēju. Tas ir viens no trim siltuma pārneses veidiem. Ikreiz, kad divi objekti dažādas temperatūras ir saskarē viens ar otru, starp tiem plūst siltumenerģija. Siltuma pārneses piemēri šajā gadījumā ir šādi: turot pie metāla plāksnes, kuras otrs gals tiks novietots virs sveces liesmas, laika gaitā var sajust dedzinošu sajūtu un sāpes, un, pieskaroties dzelzs rokturim no pannas ar verdošu ūdeni jūs varat gūt apdegumu.
Vadītspējas faktori
Laba vai slikta vadītspēja ir atkarīga no vairākiem faktoriem:
- Materiāla veids un kvalitāte, no kura izstrādājumi ir izgatavoti.
- Divu saskarē esošo objektu virsmas laukums.
- Temperatūras atšķirība starp diviem objektiem.
- Objektu biezums un izmērs.
Vienādojuma formā tas izskatās šādi: Siltuma pārneses ātrums uz objektu ir vienāds ar materiāla siltumvadītspēju, no kura objekts ir izgatavots, reizinot ar saskares virsmas laukumu, reizinot ar temperatūras starpību starp diviem objektiem, un dalīts ar materiāla biezumu. Tas ir vienkārši.
Vadītspējas piemēri
Tiešo siltuma pārnesi no viena objekta uz otru sauc par vadīšanu, un vielas, kas labi vada siltumu, sauc par vadītājiem. Daži materiāli un vielas ar šo uzdevumu netiek galā labi, tos sauc par izolatoriem. Tie ietver koku, plastmasu, stiklšķiedru un pat gaisu. Kā zināms, izolatori faktiski neaptur siltuma plūsmu, bet vienkārši palēnina to līdz vienam vai otram grādiem.
Konvekcija
Šāda veida siltuma pārnese, piemēram, konvekcija, notiek visos šķidrumos un gāzēs. Šādus siltuma pārneses piemērus var atrast dabā un ikdienā. Kad šķidrums uzsilst, molekulas apakšā iegūst enerģiju un sāk kustēties ātrāk, kā rezultātā samazinās blīvums. Siltās šķidruma molekulas sāk virzīties uz augšu, kamēr dzesēšanas šķidrums (blīvāks šķidrums) sāk grimt. Kad vēsās molekulas sasniedz apakšā, tās atkal saņem savu daļu enerģijas un atkal steidzas uz augšu. Cikls turpinās tik ilgi, kamēr apakšā ir siltuma avots.
Siltuma pārneses piemērus dabā var sniegt šādi: ar speciāli aprīkota degļa palīdzību siltais gaiss, aizpildot gaisa balona telpu, var pacelt visu konstrukciju pietiekami augstā augstumā, viss ir tas, ka siltais gaiss vieglāks par aukstu gaisu.
Radiācija
Sēžot pie ugunskura, jūs silda no tā izplūstošais siltums. Tas pats notiek, ja plaukstu pievelk pie degošas spuldzītes, tai nepieskaroties. Jūs sajutīsiet arī siltumu. Lielākie siltuma pārneses piemēri ikdienā un dabā ir saules enerģija. Katru dienu saules siltums iziet cauri 146 miljoniem km tukšas vietas līdz pašai Zemei. Tas ir dzinējspēks visām dzīvības formām un sistēmām, kas šodien pastāv uz mūsu planētas. Bez šīs pārraides metodes mēs nonāktu lielās nepatikšanās, un pasaule nebūtu tāda, kādu mēs to pazīstam.
Radiācija ir siltuma pārnešana, izmantojot elektromagnētiskos viļņus, neatkarīgi no tā, vai tie ir radioviļņi, infrasarkanais starojums, rentgena stari vai pat redzamā gaisma. Visi objekti izstaro un absorbē starojuma enerģiju, arī pats cilvēks, taču ne visi priekšmeti un vielas tiek galā ar šo uzdevumu vienlīdz labi. Siltuma pārneses piemērus ikdienas dzīvē var apsvērt, izmantojot parasto antenu. Parasti tas, kas labi izstaro, arī labi absorbē. Kas attiecas uz Zemi, tā saņem enerģiju no saules un pēc tam izlaiž to atpakaļ kosmosā. Šo starojuma enerģiju sauc par sauszemes starojumu, un tas padara dzīvību iespējamu uz planētas.
Siltuma pārneses piemēri dabā, sadzīvē, tehnoloģijās
Enerģijas pārvade, jo īpaši siltumenerģija, ir būtiska visu inženieru studiju joma. Radiācija padara Zemi apdzīvojamu un ražo atjaunojamu saules enerģiju. Konvekcija ir mehānikas pamatā un ir atbildīga par gaisa plūsmu ēkās un gaisa apmaiņu mājās. Vadītspēja ļauj uzsildīt pannu, vienkārši uzliekot to uz uguns.
Daudzi siltuma pārneses piemēri tehnoloģijā un dabā ir acīmredzami un sastopami visā mūsu pasaulē. Gandrīz visi no tiem spēlē lielu lomu, īpaši mašīnbūves jomā. Piemēram, projektējot ēkas ventilācijas sistēmu, inženieri aprēķina ēkas siltuma pārnesi uz apkārtni, kā arī iekšējo siltuma pārnesi. Viņi arī izvēlas materiālus, kas samazina vai palielina siltuma pārnesi caur atsevišķiem komponentiem, lai optimizētu efektivitāti.
Iztvaikošana
Kad šķidruma (piemēram, ūdens) atomi vai molekulas tiek pakļautas ievērojamam gāzes daudzumam, tiem ir tendence spontāni nonākt gāzveida stāvoklī vai iztvaikot. Tas notiek tāpēc, ka molekulas nepārtraukti pārvietojas dažādos virzienos ar nejaušu ātrumu un saduras viena ar otru. Šo procesu laikā daži no tiem saņem pietiekamu kinētisko enerģiju, lai tos atvairītu no apkures avota.
Tomēr ne visām molekulām ir laiks iztvaikot un kļūt par ūdens tvaikiem. Tas viss ir atkarīgs no temperatūras. Tādējādi ūdens glāzē iztvaikos lēnāk nekā uz plīts sakarsētā pannā. Verdošs ūdens ievērojami palielina molekulu enerģiju, kas savukārt paātrina iztvaikošanas procesu.
Pamatjēdzieni
- Vadītspēja ir siltuma pārnešana caur vielu, tieši saskaroties ar atomiem vai molekulām.
- Konvekcija ir siltuma pārnešana caur gāzes (piemēram, gaisa) vai šķidruma (piemēram, ūdens) cirkulāciju.
- Radiācija ir starpība starp absorbētā un atstarotā siltuma daudzumu. Šī spēja ir ļoti atkarīga no krāsas, jo melni priekšmeti absorbē vairāk siltuma nekā gaišie.
- Iztvaikošana ir process, kurā atomi vai molekulas šķidrā stāvoklī iegūst pietiekami daudz enerģijas, lai kļūtu par gāzi vai tvaiku.
- ir gāzes, kas aiztur saules siltumu Zemes atmosfērā, radot siltumnīcas efektu. Ir divas galvenās kategorijas - ūdens tvaiki un oglekļa dioksīds.
- - tie ir neierobežoti resursi, kas ātri un dabiski tiek papildināti. Tie ietver šādus siltuma pārneses piemērus dabā un tehnoloģijās: vējš un saules enerģija.
- Siltumvadītspēja ir materiāla pārneses ātrums siltumenerģija caur sevi.
- Termiskais līdzsvars ir stāvoklis, kurā visas sistēmas daļas ir vienādas temperatūras.
Pielietojums praksē
Daudzi siltuma pārneses piemēri dabā un tehnoloģijā (attēli iepriekš) norāda, ka šie procesi ir rūpīgi jāizpēta un jāizmanto. Inženieri izmanto savas zināšanas par siltuma pārneses principiem, pēta jaunas tehnoloģijas, kas izmanto atjaunojamos resursus un ir mazāk destruktīvas. vidi. Galvenais ir saprast, ka enerģijas pārnese paver bezgalīgas iespējas inženiertehniskiem risinājumiem un citiem.
Iekšējā enerģija, tāpat kā jebkura veida enerģija, var tikt pārnesta no viena ķermeņa uz otru. Iekšējā enerģija var tikt pārnesta no vienas ķermeņa daļas uz otru. Tā, piemēram, ja viens naga gals tiek uzkarsēts liesmā, tad tā otrs gals, kas atrodas rokā, pakāpeniski uzkarsīs un sadedzina roku. Par siltumvadītspēju sauc iekšējās enerģijas pārnešanu no vienas ķermeņa daļas uz otru vai no viena ķermeņa uz otru to tiešā saskarē.
Izpētīsim šo fenomenu, veicot virkni eksperimentu ar cietām vielām, šķidrumiem un gāzēm. Ienesīsim ugunī koka nūjas galu. Tas aizdegsies. Otrs nūjas gals, kas atrodas ārpusē, būs auksts. Tas nozīmē, ka kokam ir slikta siltumvadītspēja. Pievedīsim tieva stikla stieņa galu pie spirta lampas liesmas. Pēc kāda laika tas uzkarsīs, bet otrs gals paliks auksts. Līdz ar to stiklam ir arī slikta siltumvadītspēja. Ja mēs karsējam metāla stieņa galu liesmā, tad ļoti drīz viss stienis kļūs ļoti karsts. Mēs to vairs nevarēsim turēt rokās. Tas nozīmē, ka metāli labi vada siltumu, tas ir, tiem ir augsta siltumvadītspēja. Augstākā siltumvadītspēja ir sudrabs un varš.
Apskatīsim siltuma pārnesi no vienas cietas vielas daļas uz otru nākamajā eksperimentā. Nostiprināsim vienu biezuma galu vara stieple uz statīva. Vairākas naglas piestiprinām pie stieples ar vasku (6. att.). Kad stieples brīvais gals tiek uzkarsēts spirta lampas liesmā, vasks izkusīs. Neļķes pamazām sāks nokrist. Pirmkārt, tie, kas atrodas tuvāk liesmai, nokritīs, pēc tam visi pārējie pēc kārtas. Noskaidrosim, kā enerģija tiek pārnesta caur vadu. Metāla daļiņu svārstību kustības ātrums palielinās tajā stieples daļā, kas atrodas tuvāk liesmai. Tā kā daļiņas pastāvīgi mijiedarbojas viena ar otru, palielinās blakus esošo daļiņu kustības ātrums. Sāk paaugstināties nākamās stieples daļas temperatūra utt. Jāatceras, ka siltuma vadīšanas laikā viela nenotiek no viena ķermeņa gala uz otru. Tagad aplūkosim šķidrumu siltumvadītspēju. Ņemsim mēģeni ar ūdeni un sāksim sildīt tās augšējo daļu. Ūdens virspusē drīz uzvārīsies, un mēģenes apakšā šajā laikā tas tikai uzkarsēs (7. att.).
Tas nozīmē, ka šķidrumiem ir zema siltumvadītspēja, izņemot dzīvsudrabu un kausētus metālus. Tas izskaidrojams ar to, ka šķidrumos molekulas atrodas lielākā attālumā viena no otras nekā iekšā cietvielas. Pētīsim gāzu siltumvadītspēju. Uzlieciet sauso mēģeni uz pirksta un sildiet to otrādi spirta lampas liesmā (8. att.).
Pirksts ilgi nejutīs siltumu. Tas ir saistīts ar faktu, ka attālums starp gāzes molekulām ir pat lielāks nekā šķidrumiem un cietām vielām. Līdz ar to gāzu siltumvadītspēja ir vēl zemāka. Tātad siltumvadītspēja ir dažādas vielas savādāk. Pieredze, kas parādīta 9. attēlā, liecina, ka dažādu metālu siltumvadītspēja nav vienāda. Vilnai, matiem, putnu spalvām, papīram, korķim un citiem ir slikta siltumvadītspēja. poraini ķermeņi. Tas ir saistīts ar faktu, ka starp šo vielu šķiedrām atrodas gaiss. Vakuumam (telpai, kas atbrīvota no gaisa) ir viszemākā siltumvadītspēja. 
Tas izskaidrojams ar to, ka siltumvadītspēja ir enerģijas pārnešana no vienas ķermeņa daļas uz otru, kas notiek molekulu vai citu daļiņu mijiedarbības laikā. Telpā, kurā nav daļiņu, siltuma vadītspēja nevar notikt. Ja ir nepieciešams aizsargāt ķermeni no atdzišanas vai sasilšanas, tad tiek izmantotas vielas ar zemu siltumvadītspēju. Tātad katliem un pannām rokturi ir izgatavoti no plastmasas. Mājas tiek būvētas no baļķiem vai ķieģeļiem, kuriem ir slikta siltumvadītspēja, kas nozīmē, ka tie pasargā telpas no atdzišanas.
Siltuma apmaiņa starp diviem medijiem notiek caur cietu sienu, kas tos atdala, vai caur saskarni starp tiem.
Siltums var pāriet tikai no ķermeņa ar augstāku temperatūru uz ķermeni ar zemāku temperatūru.
Siltuma apmaiņa vienmēr notiek tā, ka dažu ķermeņu iekšējās enerģijas samazināšanās vienmēr ir saistīta ar tādu pašu citu ķermeņu iekšējās enerģijas pieaugumu, kas piedalās siltuma apmaiņā.
Siltumvadītspēja
Siltumvadītspēja ir siltuma pārneses veids, kurā notiek tieša enerģijas pārnešana no vairāk sakarsētās ķermeņa daļas daļiņām (molekulām, atomiem) uz tās mazāk apsildāmās daļas daļiņām.
Siltumvadītspēju nepavada vielas pārnese! Jāatceras, ka siltumvadītspējas laikā pati viela nepārvietojas pa ķermeni, tiek nodota tikai enerģija.
Dažādu vielu siltumvadītspēja ir atšķirīga.
Jūs varat veikt šādu eksperimentu - paņemiet glāzi ar karsts ūdens un liek tur karotes, kas izgatavotas no dažādiem materiāliem (alumīnijs, vara niķelis, tērauds, koks un plastmasa) Pēc 3 minūtēm paskatieties, vai karotes tiek uzkarsētas vienādi?? Analizējiet rezultātu
Tabulā redzams, ka metāliem ir visaugstākā siltumvadītspēja, Turklāt dažādiem metāliem ir atšķirīga siltumvadītspēja.
Šķidrumiem ir zemāka siltumvadītspēja nekā cietām vielām, un gāzēm ir zemāka siltumvadītspēja nekā šķidrumiem.
Apskatīsim eksperimentu ar šķidrumu siltumvadītspēju. Ja ūdens mucas apakšā ieliek ledu un ar katlu uzsilda virsējo ūdens kārtu. Tad ūdens virspusē drīz uzvārīsies, bet lejā esošais ledus neizkusīs. Tas izskaidrojams ar to, ka šķidrumos molekulas atrodas lielākā attālumā viena no otras nekā cietās vielās.
Arī matiem, spalvām, papīram, korķim un citiem porainiem ķermeņiem ir slikta siltumvadītspēja. Tas ir saistīts ar faktu, ka starp šo vielu šķiedrām atrodas gaiss. Vakuumam (telpai, kas atbrīvota no gaisa) ir viszemākā siltumvadītspēja. Tas izskaidrojams ar to, ka siltumvadītspēja ir enerģijas pārnešana no vienas ķermeņa daļas uz otru, kas notiek molekulu vai citu daļiņu mijiedarbības laikā. Telpā, kurā nav daļiņu, siltuma vadītspēja nevar notikt.
Metāli - cietas vielas - šķidrumi - gāzes
Siltumvadītspējas pavājināšanās
Ja ir nepieciešams aizsargāt ķermeni no atdzišanas vai sasilšanas, tad tiek izmantotas vielas ar zemu siltumvadītspēju. Tātad radiatora jaucējkrānu rokturi ir izgatavoti no plastmasas, un arī podiņu rokturi ir izgatavoti no līdzīga sakausējuma. Mājas tiek būvētas no baļķiem vai porainiem ķieģeļiem, kuriem ir slikta siltumvadītspēja, kas nozīmē, ka tie pasargā telpas no atdzišanas.
Šobrīd daudzos reģionos ēkas ir sāktas būvēt uz pāļiem. Šajā gadījumā siltums tiek pārnests tikai ar siltumvadītspēju no pamatiem uz pāļu un tālāk no kaudzes uz augsni.Pāļi ir izgatavoti no izturīga cieta materiāla, un iekšpusē tie ir piepildīti ar petroleju. Vasarā kaudze slikti vada siltumu no augšas uz leju, jo šķidrumam ir zema siltumvadītspēja. Ziemā kaudze šķidruma konvekcijas dēļ tajā, gluži pretēji, veicinās augsnes papildu dzesēšanu.
Siltumvadītspēja- tas ir siltuma pārneses veids, kurā notiek tieša enerģijas pārnešana no vairāk apsildāmas ķermeņa daļas daļiņām (molekulām, atomiem) uz tās mazāk apsildāmās daļas daļiņām.
Apskatīsim virkni eksperimentu ar cietvielu, šķidrumu un gāzu karsēšanu.
Starojuma siltuma pārnese.
Starojuma siltuma pārnese- Tā ir siltuma apmaiņa, kurā enerģiju pārnes dažādi stari.
Tie var būt saules stari, kā arī stari, ko izstaro mums apkārt esošie sakarsušie ķermeņi.
Tā, piemēram, sēžot pie ugunskura, mēs jūtam, kā siltums no uguns tiek pārnests uz mūsu ķermeni. Tomēr šādas siltuma pārneses iemesls nevar būt ne siltumvadītspēja (kas ir ļoti maza gaisam starp liesmu un ķermeni), ne konvekcija (jo konvekcijas plūsmas vienmēr ir vērstas uz augšu). Šeit notiek trešais siltuma apmaiņas veids - starojuma siltuma pārnese.
Ņemsim nelielu kolbu, kūpinātu no vienas puses.
Caur aizbāzni ievietojiet tajā taisnā leņķī izliektu stikla cauruli. Šajā caurulē, kurai ir šaurs kanāls, mēs ievadām krāsainu šķidrumu. Piestiprinot caurulei svarus, mēs iegūstam ierīci - termoskops. Šī ierīce ļauj noteikt pat nelielu gaisa uzkaršanu kūpinātā kolbā.
Ja uz termoskopa tumšo virsmu nonesat līdz augstā temperatūrā sakarsētu metāla gabalu, šķidruma kolonna pārvietosies pa labi. Acīmredzot gaiss kolbā uzkarsa un paplašinājās. Gaisa straujo uzkaršanu termoskopā var izskaidrot tikai ar enerģijas pārnešanu uz to no sakarsēta ķermeņa. Tāpat kā ugunsgrēka gadījumā, enerģija šeit netika pārnesta ne ar siltumvadītspēju, ne ar konvektīvo siltuma pārnesi. Enerģija šajā gadījumā tika pārraidīta, izmantojot neredzamus starus, ko izstaro uzkarsēts ķermenis. Šos starus sauc termiskais starojums.
Starojuma siltuma apmaiņa var notikt pilnīgā vakuumā. Tas to atšķir no citiem siltuma apmaiņas veidiem.
Enerģiju izstaro visi ķermeņi: gan stipri uzkarsēti, gan vāji, piemēram, cilvēka ķermenis, plīts, elektriskā spuldze. Bet jo augstāka ir ķermeņa temperatūra, jo spēcīgāks ir tā termiskais starojums. Izstarotā enerģija, nonākusi citos ķermeņos, tajos daļēji tiek absorbēta un daļēji atspoguļota. Kad tiek absorbēta enerģija termiskais starojums pārvēršas ķermeņu iekšējā enerģijā, un tie uzsilst.
Gaišas un tumšas virsmas atšķirīgi absorbē enerģiju. Tātad, ja eksperimentā ar termoskopu jūs pagriežat kolbu pret apsildāmo korpusu, vispirms ar kūpināto pusi un pēc tam ar gaišo pusi, tad pirmajā gadījumā šķidruma kolonna pārvietosies lielākā attālumā nekā otrajā (sk. attēlā iepriekš). No tā izriet, ka ķermeņi ar tumšu virsmu labāk absorbē enerģiju (un līdz ar to vairāk uzsilst) nekā ķermeņi ar gaišu vai spoguļa virsmu.
Ķermeņi ar tumšu virsmu ne tikai labāk absorbē enerģiju, bet arī labāk izstaro enerģiju.
Tehnoloģijās plaši tiek izmantota spēja dažādos veidos absorbēt starojuma enerģiju. Piemēram, baloni un lidmašīnas spārni bieži tiek krāsoti sudraba krāsā, lai samazinātu saules staru radīto siltumu.
Ja ir nepieciešams izmantot saules enerģiju (piemēram, lai apsildītu dažas ierīces, kas uzstādītas uz mākslīgajiem satelītiem), tad šīs ierīces ir krāsotas tumši.
Siltuma apmaiņa- tas ir iekšējās enerģijas maiņas process, neveicot darbu pie ķermeņa vai paša ķermeņa.
Siltuma apmaiņa vienmēr notiek noteiktā virzienā: no ķermeņiem ar augstāku temperatūru uz ķermeņiem ar zemāku temperatūru.
Kad ķermeņa temperatūra izlīdzinās, siltuma apmaiņa apstājas.
Siltuma apmaiņu var veikt trīs veidos:
- siltumvadītspēja
- konvekcija
- starojums
Siltumvadītspēja
Siltumvadītspēja- iekšējās enerģijas pārnešanas parādība no vienas ķermeņa daļas uz otru vai no viena ķermeņa uz otru, to tiešā saskarē.
Metāliem ir vislielākā siltumvadītspēja- viņiem to ir simtiem reižu vairāk nekā ūdenī. Izņēmums ir dzīvsudrabs un svins., bet šeit siltumvadītspēja ir desmitiem reižu lielāka nekā ūdens.
Kad metāla adāmadata tika nolaista glāzē ar karstu ūdeni, pavisam drīz kļuva karsts arī adāmadatas gals. Līdz ar to iekšējā enerģija, tāpat kā jebkura veida enerģija, var tikt pārnesta no viena ķermeņa uz otru. Iekšējā enerģija var tikt pārnesta no vienas ķermeņa daļas uz otru. Tā, piemēram, ja viens naga gals tiek uzkarsēts liesmā, tad tā otrs gals, kas atrodas rokā, pakāpeniski uzkarsīs un sadedzina roku.
Pannas sildīšana uz elektriskās plīts notiek, izmantojot siltumvadītspēju.
Izpētīsim šo fenomenu, veicot virkni eksperimentu ar cietām vielām, šķidrumiem un gāzēm.
Ienesīsim ugunī koka nūjas galu. Tas aizdegsies. Otrs nūjas gals, kas atrodas ārpusē, būs auksts. nozīmē, koksnei ir slikta siltumvadītspēja.
Pievedīsim tieva stikla stieņa galu pie spirta lampas liesmas. Pēc kāda laika tas uzsils, bet otrs gals paliks auksts. Tāpēc un stiklam ir slikta siltumvadītspēja.
Ja mēs karsējam metāla stieņa galu liesmā, tad ļoti drīz viss stienis kļūs ļoti karsts. Mēs to vairs nevarēsim turēt rokās.
nozīmē, metāli labi vada siltumu, tas ir, tiem ir augsta siltumvadītspēja. Sudrabam un vara ir vislielākā siltumvadītspēja.
Dažādu vielu siltumvadītspēja ir atšķirīga.
Vilnai, matiem, putnu spalvām, papīram, korķim un citiem porainiem ķermeņiem ir slikta siltumvadītspēja. Tas ir saistīts ar faktu, ka starp šo vielu šķiedrām atrodas gaiss. Vakuumam (telpai, kas atbrīvota no gaisa) ir viszemākā siltumvadītspēja. Tas izskaidrojams ar to, ka siltumvadītspēja ir enerģijas pārnešana no vienas ķermeņa daļas uz otru, kas notiek molekulu vai citu daļiņu mijiedarbības laikā. Telpā, kurā nav daļiņu, siltuma vadītspēja nevar notikt.
Ja ir nepieciešams aizsargāt ķermeni no atdzišanas vai sasilšanas, tad tiek izmantotas vielas ar zemu siltumvadītspēju. Tātad katliem un pannām rokturi ir izgatavoti no plastmasas. Mājas tiek būvētas no baļķiem vai ķieģeļiem, kuriem ir slikta siltumvadītspēja, kas nozīmē, ka tās ir pasargātas no atdzišanas.
Konvekcija
Konvekcija ir siltuma pārneses process, ko veic, pārnesot enerģiju ar šķidruma vai gāzes plūsmām.
Konvekcijas fenomena piemērs: virs sveces liesmas vai spuldzītes uzlikts mazs papīra ratiņš sāk griezties augšupejoša sakarsēta gaisa ietekmē. Šo parādību var izskaidrot šādi. Gaiss, kas nonāk saskarē ar siltu lampu, uzsilst, izplešas un kļūst mazāk blīvs nekā apkārtējais aukstais gaiss. Arhimēda spēks, kas iedarbojas uz siltu gaisu no aukstā gaisa puses no apakšas uz augšu, ir lielāks par gravitācijas spēku, kas iedarbojas uz siltu gaisu. Rezultātā sakarsētais gaiss “peld”, paceļas augšup, un tā vietā stājas aukstais gaiss.
Konvekcijas laikā enerģiju pārnes pašas gāzes vai šķidruma strūklas.
Ir divi konvekcijas veidi:
- dabīgs (vai bezmaksas)
- piespiedu kārtā
Lai šķidrumos un gāzēs notiktu konvekcija, tie ir jāuzsilda no apakšas.
Konvekcija nevar notikt cietās vielās.
Radiācija
Radiācija - elektromagnētiskā radiācija, ko iekšējās enerģijas dēļ izstaro viela, kas atrodas noteiktā temperatūrā.
Termiskā starojuma jaudu no objekta, kas atbilst melnā ķermeņa kritērijiem, apraksta ar Stefana-Bolcmaņa likums.
Ir aprakstīta saistība starp ķermeņu emisijas un absorbcijas spējām Kirhhofa radiācijas likums.
Enerģijas pārnešana ar starojumu atšķiras no citiem siltuma pārneses veidiem: tā var veikt pilnīgā vakuumā.
Enerģiju izstaro visi ķermeņi: gan ļoti uzkarsēti, gan vāji uzkarsēti, piemēram, cilvēka ķermenis, plīts, elektriskā spuldze utt. Bet, jo augstāka ķermeņa temperatūra, jo vairāk enerģijas tas pārraida ar starojumu. Šajā gadījumā enerģija tiek daļēji absorbēta šajos ķermeņos un daļēji atspoguļota. Kad enerģija tiek absorbēta, ķermeņi uzsilst atšķirīgi atkarībā no virsmas stāvokļa.
Ķermeņi ar tumšu virsmu absorbē un izstaro enerģiju labāk nekā ķermeņi ar gaišu virsmu. Tajā pašā laikā ķermeņi ar tumšu virsmu atdziest ātrāk ar starojumu nekā ķermeņi ar gaišu virsmu. Piemēram, gaišas krāsas tējkanna ilgāk saglabā karstu ūdeni. paaugstināta temperatūra nekā tumsā.